地震管道的横向平稳随机振动.pdf

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1、●冒叠

2、I_———————————一一地震管道的横向平稳随机振动冉龙飞，王天群(辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001)摘要：针对地震作用对埋地管道的影响程度，应用数值计算方法得到振型函数的解析解。该计算方法假设埋地管道的平稳随机振动是线性振动的问题，即管一土系统的激励和响应都具有零均值，以此得到的协方差函数和相关函数是等同的。根据求解埋地管道平稳振动解析解的方法，分析管道的横向振动情况。结果表明，对于横向振动，管道中部应力和位移趋于恒定，边界区域的应力和位移是变化的．埋地管道的横向平稳振动的最大应力发生在滑动边界上。关键词：地震；管道；数值计算；振动；解析解中图分类号：T

3、E973．1文献标志码：B文章编号：1001—3938(2015)06—0026—03Horizontal：StationaryRandomVibrationsofEarthquakePipelinesRANLongfei，WANGTianqun。(LiaoningShihuaUnwe~ity，Fushun113001，Liaoning,China)Abstract：Accordingtoinfluencedegreeofea~hquakeactionOntheburiedpipelines，applyingthemethodofnumericalcalculationto

4、obtainanalyticsolutionsofvibrationmodefunction．Stationaryrandomvibrationsofburiedpipelineinthecalculationmethodofhypothesisislinearvibrationproblem,haszeromeanandresponsepipesoilsystemincentive，CO—variancefunctionandcorrelationfunctiontogetisthesame．Accordingtotheanalyticsolutionforburiedp

5、ipelinestationaryvibrationsolution，lateralvibrationanalysisofpipeline．Theresultsshowthat：thehorizontalvibrationofthepipeline，thecentralstressanddisplacementtendstoaconstant,theboundaryregionofthestressanddisplacementchange，thelateralridevibrationofburiedpipelineinthemaximumstressOccursinth

6、eslipboundary．Keywords：earthquake；pipeline；numericalcalculation；vibration；analyticsolution地震的发生是一种突发状况．很难预测。实括平稳随机振动、非平稳随机振动及参数随机变际上，地震灾害发生时，地下某处薄弱土层突然化的振动分析。为了简化计算过程，笔者仅分析在外界载荷的作用下发生震动，并且以波的形式地面管道振动的平稳过程。辐射至周围土层。引起地面剧烈晃动，埋地管道由于受到地面振动的影响一起发生振动，这种随1管道横向振动的基本方程及其特征解机振动对管道破坏力极强l】-2]。地震波是由断层的不

7、规则滑动而引发的，这一般情况下．埋地管道的运动可以分解成两种振动形式很快引起地面结构发生变化，在此过个方向的运动，一是沿轴向振动，二是垂直管道程中．地震波的强弱是变化的，造成管道和地面轴向引起管道横向振动即弯曲振动。横向振动的的振动也是随机的，因此，对地面采用随机过程模型如图1所示，图1是两端滑动的边界条件。模型是符合实际情况的。管道的随机振动分析包土壤对管道的作用包括土弹簧作用和阻尼作用[5-61。冉龙飞等：地震管道的横向平稳随机振动地震时地面运动加速度是随机变化的，开始逐渐变大到中间平稳阶段及最后逐渐减小。地震发生时，地面发生持续平稳震动，且埋地管道的一强震反应也发生在

8、这段时间内，所以可将地震地面加速度过程简化为平稳随机过程【ll】。图1管道横向振动模型地震载荷常用功率谱密度函数㈣表达。即1+4(一)。横向振动的基本方程[71为S()=———————一S0，(7)[1-()g2()m+制Ty+E=式中：∞一地震波动频率；cTTYg(，(1)∞广地基固有频率；式中：()一绝对横向位移；广地基阻尼比。(f)一地震地面位移；运用公式(7)分析地震管道的运动情况，需m一管子单位长度质量：对其进行进一步修正才可以使用。cT一土壤的阻尼系数；广土壤的弹簧系数；3平稳横向振动E厂管子的弯曲刚度